RU2164057C1

RU2164057C1 - Method and device for detecting multibeam signal cluster (alternatives)

Info

Publication number: RU2164057C1
Application number: RU2000102060A
Authority: RU
Inventors: А.В. Гармонов; В.Д. Табацкий
Original assignee: Гармонов Александр Васильевич
Priority date: 2000-01-26
Filing date: 2000-01-26
Publication date: 2001-03-10

Abstract

FIELD: radio engineering; code-division multiple-access cellular radio communication systems. SUBSTANCE: method involves shaping reference signal which is, essentially, copy of signal being received, retarding reference signal according to received-signal delay hypothesis, calculating vector of signal indicating cross correlation between signal received and reference signal and defining it as source cross-correlation vector, generating output value to be compared with desired threshold level, and taking decision on signal detection using results of comparison; novelty is that L-1 additional reference signals similar in shape to main reference signal are generated, additional reference signals are delayed according to hypothesis of delay region for detected signal cluster beams, vectors of cross-correlation between signal received and additional reference signals are computed and defined as L-1 additional source cross-correlation vectors, and L source cross- correlation vectors are subjected to Q steps of transform, where Q is greater than or equal to unity. These characteristic features make it possible to process signal cluster as a whole and not separate components of broad-band multibeam signal. Two alternatives of device are proposed for implementing this method. First alternative of device is used when L source cross- correlation vectors are subjected to Q steps of transform, where Q = 1. Second alternative is used to transform L source cross-correlation vectors in Q steps, where Q is greater than unity. EFFECT: improved characteristics of signal cluster detection. 3 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к способам и устройствам обнаружения кластера многолучевого широкополосного сигнала, и может быть использовано в системах сотовой радиосвязи с кодовым разделением каналов (системах CDMA). The invention relates to radio engineering, in particular to methods and devices for detecting a cluster of a multipath broadband signal, and can be used in cell radio communication systems with code division multiplexing (CDMA systems).

В сотовых системах радиосвязи, в частности системах CDMA, прием сигналов ведется в условиях многолучевого распространения сигналов. In cellular radio communication systems, in particular CDMA systems, the reception of signals is carried out in conditions of multipath propagation of signals.

В городских районах многолучевость возникает при отражении передаваемого сигнала от окружающих зданий, машин и других объектов. In urban areas, multipath occurs when a transmitted signal is reflected from surrounding buildings, cars, and other objects.

В системах связи с широкополосными сигналами многолучевое распространение используется, как правило, для повышения достоверности передачи информации за счет корреляционного разделения сложных сигналов, пришедших по разным путям, и суммирования их после демодуляции. In communication systems with broadband signals, multipath propagation is used, as a rule, to increase the reliability of information transmission due to the correlation separation of complex signals arriving in different ways and summing them after demodulation.

Анализ многолучевого распространения широкополосных сигналов и способов их обработки проведен в статье Дж. Л. Турина [1, Дж. Л. Турин. Введение в широкополосные методы борьбы с многолучевостью распространения радиосигналов и их применение в городских системах цифровой связи. ТИИЭР, т. 68, N 3, март 1980, с. 30 - 58] и в книге А. Витерби [2, Andrew J. Viterbi. CDMA Principles of Spread Spectrum Communication. Addison - Wesly Publishing Company, 1995]. An analysis of the multipath propagation of broadband signals and their processing methods was carried out in an article by J. L. Turin [1, J. L. Turin. Introduction to broadband methods to combat the multipath propagation of radio signals and their application in urban digital communication systems. TIIER, t. 68, No. 3, March 1980, p. 30 - 58] and in the book of A. Viterbi [2, Andrew J. Viterbi. CDMA Principles of Spread Spectrum Communication. Addison - Wesly Publishing Company, 1995].

Согласно рекомендациям ITU-R для IMT-2000 [3, Recommendation ITU-R M. 1225 Guidelines for evaluation of radio transmission technologies for IMT-2000] лучи могут находиться на нескольких смежных временных позициях области неопределенности. Совокупность лучей сигнала, для которых интервал задержки между любыми двумя смежными лучами менее или равен одному чипу расширяющей ПСП, называется кластером лучей сигнала. According to ITU-R Recommendations for IMT-2000 [3, Recommendation ITU-R M. 1225 Guidelines for evaluation of radio transmission technologies for IMT-2000], the rays can be located at several adjacent time positions of the uncertainty region. The set of signal beams for which the delay interval between any two adjacent beams is less than or equal to one expanding memory bandwidth chip is called a signal beam cluster.

Фиг. 1 иллюстрирует кластер лучей сигнала: а) распределение плотности мощности лучей, б) чип псевдослучайной последовательности. FIG. 1 illustrates a cluster of signal beams: a) a distribution of the power density of the rays, b) a pseudo-random sequence chip.

Результаты исследования профиля многолучевости приведены в статье [4, Саид С. Гассемзальде, Дональд Л. Шиллинг, Сион Хадад, К. Парса. "Статистика многолучевого фединга для CDMA-сигнала прямой последовательности на частоте 2 ГГц в микросотах и внутри помещений". IEEE, 1994, 0-7803-1828-5/94, стр. 604 - 607]. The results of the study of the multipath profile are given in the article [4, Said S. Gassemsalde, Donald L. Schilling, Sion Hadad, K. Parsa. "Multipath statistics for a direct-sequence CDMA signal at a frequency of 2 GHz in microcells and indoors." IEEE, 1994, 0-7803-1828-5 / 94, pp. 604-607].

При приеме широкополосных многолучевых сигналов выполняется процедура поиска, которая, как правило, представляет собой сканирование области неопределенности с обнаружением сигнала в каждой ее точке. When receiving broadband multipath signals, a search procedure is performed, which, as a rule, is a scan of the uncertainty region with the detection of a signal at each of its points.

Известны различные способы и устройства обнаружения широкополосных сигналов, например способ и устройство, описанные [5, Шумоподобные сигналы в системах передачи информации. Под ред. Пестрякова В.Б, М. - "Советское радио". 1973 г., стр. 31- 38]. Various methods and devices for detecting broadband signals are known, for example, the method and device described [5, Noise-like signals in information transmission systems. Ed. Pestryakova VB, M. - "Soviet Radio". 1973, pp. 31-38].

Способ обнаружения широкополосных сигналов [5] заключается в том, что формируют два опорных сигнала, представляющие собой копии принимаемого сигнала, сдвинутые по фазе относительно друг друга на π/2, определяют сигнал взаимной корреляции между принимаемым сигналом и опорными сигналами путем перемножения и накопления синфазных компонент на интервале длительности сигнала, вычисляют квадратичные значения синфазной и квадратурной составляющих сигнала взаимной корреляции, полученные величины суммируют и из суммы извлекают квадратный корень, формируют выходную величину, которую после окончания сигнала сравнивают с заданным уровнем порога, и по результатам сравнения принимают решение об обнаружении сигнала. A method for detecting broadband signals [5] is that they form two reference signals, which are copies of the received signal, phase shifted relative to each other by π / 2, determine the cross-correlation signal between the received signal and the reference signals by multiplying and accumulating in-phase components on the interval of the signal duration, the quadratic values of the in-phase and quadrature components of the cross-correlation signal are calculated, the obtained values are summarized and the square core is extracted from the sum Hb, form the output value which the signal after the closure is compared with a predetermined threshold level, and based on the comparison receiving the detection signal a decision.

Устройство [5, Шумоподобные сигналы в системах передачи информации. Под ред. Пестрякова В.Б., М. - "Советское радио". 1973 г., приведено на стр. 33, фиг. 2.3.6]. Device [5, Noise-like signals in information transmission systems. Ed. Pestryakova VB, M. - "Soviet Radio". 1973, see page 33, FIG. 2.3.6].

Устройство-аналог [5] содержит квадратурный коррелятор, включающий последовательно соединенные первый перемножитель, первый интегратор, первый квадратор и второй перемножитель, второй интегратор, второй квадратор, сумматор и блок извлечения квадратного корня, а также устройство содержит генератор копии принимаемого сигнала, ключ, пороговое устройство и формирователь порога, при этом первые входы перемножителей объединены и образуют вход устройства, вторые входы перемножителей соединены соответственно с первым и вторым выходами генератора копии принимаемого сигнала, выходы первого и второго квадраторов подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, выход которого соединен со входом блока извлечения квадратного корня, выход которого соединен с первым входом ключа, второй вход которого соединен с третьим выходом генератора копии сигнала, выход ключа соединен с первых входом порогового устройства, второй вход которого подключен к выходу формирователя порога, выход порогового устройства является выходом устройства. An analog device [5] contains a quadrature correlator including a first multiplier, a first integrator, a first quadrator and a second multiplier, a second integrator, a second quadrator, an adder and a square root extractor, and the device also contains a copy generator of the received signal, a key, a threshold the device and the threshold shaper, while the first inputs of the multipliers are combined and form the input of the device, the second inputs of the multipliers are connected respectively to the first and second outputs of the generator a copy of the received signal, the outputs of the first and second quadrators are connected respectively to the first and second inputs of the adder, the output of which is connected to the input of the square root extraction unit, the output of which is connected to the first input of the key, the second input of which is connected to the third output of the copy signal generator, the output of the key connected to the first input of the threshold device, the second input of which is connected to the output of the threshold shaper, the output of the threshold device is the output of the device.

Способ и устройство обнаружения широкополосных сигналов [5] реализуют следующим образом. The method and device for detecting broadband signals [5] are implemented as follows.

Генератор копии принимаемого сигнала формирует два опорных сигнала, представляющие собой копии принимаемого сигнала, сдвинутые по фазе относительно друг друга на π/2, и подает их на вторые входы первого и второго перемножителей. The generator of the copy of the received signal generates two reference signals, which are copies of the received signal, phase shifted relative to each other by π / 2, and feeds them to the second inputs of the first and second multipliers.

В квадратурном корреляторе определяют сигнал взаимной корреляции между принимаемым сигналом и опорными сигналами путем перемножения и накопления синфазных компонент на интервале длительности сигнала, вычисляют квадратичные значения синфазной и квадратурной составляющих сигнала взаимной корреляции, полученные величины суммируют и из суммы извлекают квадратный корень. Полученная величина через ключ, который по управляющему сигналу с генератора копии принимаемого сигнала замыкается в момент окончания накопления сигнала, поступает на первый вход порогового устройства, на второй вход которого поступает сигнал с формирователя порога. Пороговое устройство сравнивает полученную величину с заданным уровнем порога и по результатам сравнения принимает решение об обнаружении сигнала. In the quadrature correlator, the cross-correlation signal between the received signal and the reference signals is determined by multiplying and accumulating in-phase components in the interval of the signal duration, the quadratic values of the in-phase and quadrature components of the cross-correlation signal are calculated, the obtained values are summed and the square root is extracted from the sum. The obtained value through the key, which is closed by the control signal from the generator of the copy of the received signal at the time the signal accumulation ends, is fed to the first input of the threshold device, the second input of which receives the signal from the threshold shaper. The threshold device compares the obtained value with a given threshold level and, based on the results of the comparison, makes a decision on detecting the signal.

Недостатком этого технического решения является то, что обнаружение компонент многолучевого широкополосного сигнала выполняется независимо друг от друга, то есть принимается решение об обнаружении многолучевого широкополосного сигнала на конкретной временной позиции. The disadvantage of this technical solution is that the detection of the components of the multipath broadband signal is performed independently of each other, that is, a decision is made to detect the multipath broadband signal at a specific time position.

Этот подход является неоптимальным для обработки кластера сигналов
Наиболее близким техническим решением (прототипом) для заявляемого изобретения являются способ и устройство обнаружения широкополосного сигнала, описанные в монографии А. Витерби [6, Andrew J. Viterbi. CDMA: principles of spread spectrum communication. Includes bibliographical references and index. ISBN 0-201-63374-4. I Title. TK 5103.45. V 57, 1995].This approach is not optimal for processing a cluster of signals.
The closest technical solution (prototype) for the claimed invention is a method and device for detecting a broadband signal described in the monograph by A. Viterbi [6, Andrew J. Viterbi. CDMA: principles of spread spectrum communication. Includes bibliographical references and index. ISBN 0-201-63374-4. I Title. TK 5103.45. V 57, 1995].

Способ обнаружения широкополосного сигнала по Витерби заключается в том, что осуществляют квадратурное преобразование принимаемого сигнала, образуя синфазную и квадратурную составляющие сигнала, формируют опорный сигнал, представляющий копию принимаемого сигнала, определяют сигнал взаимной корреляции принимаемого сигнала с опорным сигналом путем перемножения синфазной и квадратурной составляющих принимаемого сигнала с опорным сигналом и накопления, образуя последовательность значений сигнала взаимной корреляции, вычисляют квадраты синфазной и квадратурной компонент полученной последовательности значений сигнала взаимной корреляции, полученные величины суммируют на интервале обнаружения и накапливают, формируют выходную величину, которую сравнивают с заданным уровнем порога, и по результатам сравнения принимают решение об обнаружении сигнала. A method for detecting a broadband signal according to Viterbi is that they perform quadrature conversion of the received signal, forming in-phase and quadrature components of the signal, form a reference signal representing a copy of the received signal, determine the signal for mutual correlation of the received signal with the reference signal by multiplying the in-phase and quadrature components of the received signal with the reference signal and accumulation, forming a sequence of values of the cross-correlation signal, calculate the quad the in-phase and quadrature components of the obtained sequence of cross-correlation signal values, the obtained values are summed up on the detection interval and accumulated, an output value is formed, which is compared with a predetermined threshold level, and the decision is made on the detection of the signal based on the results of the comparison.

Устройство-прототип (фиг. 2) содержит первый 1 и второй 2 перемножители, первые входы которых объединены и являются информационным входом устройства, вторые входы первого 1 и второго 2 перемножителей соединены с выходом генератора 5 несущей частоты, причем второй вход первого перемножителя соединен с выходом генератора несущей частоты непосредственно, а второй вход второго перемножителя 2 - через фазовращатель 6, выходы первого 1 и второго 2 перемножителей соответственного соединены с первыми входами первого 3 и второго 4 фильтров низкой частоты, блок корреляции 8, содержащий последовательно соединенные первый перемножитель 9 и первый накопительный сумматор 11 и второй 10 перемножитель и второй накопительный сумматор 12, первый и второй входы блока корреляции 8, образованные первыми входами первого 9 и второго 10 перемножителей блока корреляции, соединены соответственно с выходами первого 3 и второго 4 фильтров низкой частоты, третий вход блока корреляции, образованный объединенными вторыми входами первого 9 и второго 10 перемножителей блока корреляции, соединен с выходом генератора опорного сигнала 7, первый и второй выходы блока корреляции 8, образованные выходами первого 11 и второго 12 накопительных сумматоров, соединены соответственно со входами первого 13 и второго 14 квадраторов, выходы которых соответственно подключены к первому и второму входам сумматора 15, выход которого соединен со входом блока некогерентного накопления, выход которого подключен к блоку сравнения с порогом 17, выход которого является выходом устройства. The prototype device (Fig. 2) contains the first 1 and second 2 multipliers, the first inputs of which are combined and are the information input of the device, the second inputs of the first 1 and second 2 multipliers are connected to the output of the carrier frequency generator 5, and the second input of the first multiplier is connected to the output the carrier frequency generator directly, and the second input of the second multiplier 2 through phase shifter 6, the outputs of the first 1 and second 2 multipliers respectively are connected to the first inputs of the first 3 and second 4 low-frequency filters you, the correlation block 8, containing the first multiplier 9 and the first accumulative adder 11 and the second 10 multiplier and the second accumulative adder 12, the first and second inputs of the correlation block 8 formed by the first inputs of the first 9 and second 10 multipliers of the correlation block, are connected respectively to the outputs of the first 3 and second 4 low-pass filters, the third input of the correlation block, formed by the combined second inputs of the first 9 and second 10 multipliers of the correlation block, is connected to the output of the generator and the reference signal 7, the first and second outputs of the correlation block 8, formed by the outputs of the first 11 and second 12 accumulative adders, respectively connected to the inputs of the first 13 and second 14 quadrants, the outputs of which are respectively connected to the first and second inputs of the adder 15, the output of which is connected to the input of the incoherent storage unit, the output of which is connected to the comparison unit with a threshold 17, the output of which is the output of the device.

Способ и устройство-прототип [6] работают следующим образом (см. фиг. 2). The method and prototype device [6] work as follows (see Fig. 2).

Смесь входного сигнала и шума поступает на первые входы первого 1 и второго 2 перемножителей, на вторые входы которых поступает сигнал с генератора несущей частоты 5, причем на второй вход первого перемножителя 1 - непосредственно, а на второй вход второго перемножителя 2 - через фазовращатель 6. Выходной сигнал с первого 1 и второго 2 перемножителей фильтруют на низкой частоте в первом 3 и втором 4 фильтрах низкой частоты. Таким образом осуществляют квадратурное преобразование принимаемого сигнала. The mixture of the input signal and noise enters the first inputs of the first 1 and second 2 multipliers, the second inputs of which receive a signal from the carrier frequency generator 5, and the second input of the first multiplier 1 is directly transmitted to the second input of the second multiplier 2 through the phase shifter 6. The output signal from the first 1 and second 2 multipliers is filtered at a low frequency in the first 3 and second 4 low-pass filters. Thus, quadrature conversion of the received signal is carried out.

Генератор опорного сигнала 7 формирует опорный сигнал, представляющий копию принимаемого сигнала, и подает на третий вход блока корреляции 8 (образованный вторыми входами первого 9 и второго 10 перемножителей блока корреляции), на первый и второй входы блока корреляции поступает выходной сигнал соответственно с первого 3 и второго 4 фильтров низкой частоты. Выходные сигналы первого 9 и второго 10 перемножителей блока корреляции поступают соответственно на входы первого 11 и второго 12 накопительных сумматоров. Таким образом вычисляют вектор взаимной корреляции между принимаемым и опорным сигналами путем перемножения и накопления. The reference signal generator 7 generates a reference signal representing a copy of the received signal and feeds to the third input of the correlation block 8 (formed by the second inputs of the first 9 and second 10 multipliers of the correlation block), the output signal from the first 3 and second 4 low-pass filters. The output signals of the first 9 and second 10 multipliers of the correlation block are received respectively at the inputs of the first 11 and second 12 accumulative adders. Thus, the cross-correlation vector between the received and reference signals is calculated by multiplication and accumulation.

Выходные сигналы с блока корреляции 8, образованные выходными сигналами первого 11 и второго 12 накопительных сумматоров, поступают на входы первого 13 и второго 14 квадраторов, где вычисляют квадраты синфазной и квадратурной компонент полученных значений сигнала взаимной корреляции. The output signals from the correlation block 8, formed by the output signals of the first 11 and second 12 accumulative adders, are fed to the inputs of the first 13 and second 14 quadrants, where the squares of the in-phase and quadrature components of the obtained values of the cross-correlation signal are calculated.

Полученные квадраты компонент суммируют в выходном сумматоре 15, образуя квадрат модуля значений сигнала взаимной корреляции. Затем последовательно накапливают в блоке 16 квадраты модулей значений сигнала взаимной корреляции на интервале обнаружения, сравнивают с заданным уровнем порога в блоке 17 и по результатам сравнения принимают решение об обнаружении сигнала. The obtained squares of the components are summed in the output adder 15, forming a square of the module of values of the cross-correlation signal. Then, in block 16, the squares of the modules of the cross-correlation signal values are sequentially accumulated in the detection interval, compared with a predetermined threshold level in block 17, and the decision on signal detection is made based on the results of the comparison.

Недостатком прототипа является то, что обнаружение компонент многолучевого широкополосного сигнала выполняется независимо друг от друга. То есть, принимается решение об обнаружении сигнала на конкретной временной позиции. The disadvantage of the prototype is that the detection of components of a multipath broadband signal is performed independently of each other. That is, a decision is made to detect a signal at a particular time position.

Такой подход является неоптимальным для обработки кластера сигналов. This approach is not optimal for processing a cluster of signals.

Количество энергии, заключенной в сигнале, при многолучевом распространении неизменно. Поэтому чем больше на входе приемника независимых компонент многолучевого широкополосного сигнала, тем меньше энергия каждого из них, тем меньше отношение сигнал/шум в каждом луче. The amount of energy contained in the signal during multipath propagation is unchanged. Therefore, the more independent components of the multipath broadband signal at the input of the receiver, the lower the energy of each of them, the lower the signal-to-noise ratio in each beam.

Характеристики обнаружения (вероятности ложной тревоги и пропуска сигнала) зависят от отношения сигнал/шум. Detection characteristics (false alarm probability and signal skipping) depend on the signal-to-noise ratio.

Следовательно, независимая обработка компонент кластера является малоэффективной. Обрабатывая не отдельные компоненты многолучевого широкополосного сигнала, а кластер сигналов в целом, можно значительно улучшить характеристики обнаружения сигналов. Therefore, independent processing of cluster components is ineffective. By processing not the individual components of the multipath broadband signal, but the cluster of signals as a whole, it is possible to significantly improve the detection characteristics of the signals.

Задача, на решение которой направлена заявляемая группа изобретений, - это улучшение характеристик обнаружения многолучевого широкополосного сигнала за счет обработки кластера многолучевого сигнала в целом. The problem to which the claimed group of inventions is directed is to improve the detection characteristics of a multipath broadband signal by processing the cluster of a multipath signal as a whole.

Поставленная задача достигается путем использования предлагаемых способа обнаружения кластера многолучевого сигнала и устройства для его реализации (варианты). The problem is achieved by using the proposed method for detecting a multipath signal cluster and a device for its implementation (options).

Способ обнаружения кластера многолучевого сигнала, заключающийся в том, что формируют опорный сигнал, представляющий собой копию принимаемого сигнала, задерживают опорный сигнал в соответствии с гипотезой о задержке принимаемого сигнала, вычисляют вектор сигнала взаимной корреляции между принимаемым и опорным сигналами, определяя его как исходный вектор взаимной корреляции, формируют выходную величину, которую сравнивают с заданным уровнем порога, и по результатам сравнения принимают решение об обнаружении сигнала, дополнительно содержит следующую новую последовательность операций:
формируют L-1 дополнительных опорных сигналов, совпадающих по форме с опорным сигналом, задерживают дополнительные опорные сигналы в соответствии с гипотезой об области задержки лучей кластера обнаруживаемого сигнала,
вычисляют векторы сигналов взаимной корреляции между принимаемым и дополнительными опорными сигналами, определяя их как L-1 дополнительных исходных векторов взаимной корреляции,
выполняют Q этапов преобразований над L исходными векторами взаимной корреляции, где Q≥1,
при этом если Q = 1, то выполняют только первый этап преобразования, который заключается в том, что преобразуют каждый из L исходных векторов взаимной корреляции в К вторичных векторов взаимной корреляции путем поворота исходного Q вектора взаимной корреляции на углы (K-1)φ₀, при этом шаг поворота вектора φ₀ выбирают таким образом, чтобы (K-1)φ₀ не превышало 2π при максимальном К, образуя при этом L групп по К вторичных векторов взаимной корреляции; образуют К^L суммарных векторов взаимной корреляции, каждый из которых представляет сумму вторичных векторов взаимной корреляции, содержащих по одному вторичному вектору взаимной корреляции из каждой группы таким образом, чтобы каждая из полученных сумм отличалась от любой другой по крайней мере одним вторичным вектором взаимной корреляции; вычисляют модули полученных суммарных векторов взаимной корреляции и из них выделяют максимальный,
если Q>1, то выполняют первый этап преобразования, а затем на каждом последующем этапе преобразуют каждый из L исходных для данного этапа векторов взаимной корреляции, обеспечивающих максимальный суммарный вектор взаимной корреляции на предыдущем этапе, в R вторичных векторов взаимной корреляции путем поворота исходного вектора взаимной корреляции на углы (R-1)φ_R, при этом шаг поворота вектора φ_R, выбирают таким образом, чтобы (R-1)φ_R не превышало шаг поворота вектора на предыдущем этапе при максимальном R, образуя таким образом L групп по R вторичных векторов взаимной корреляции; образуют R^L суммарных векторов взаимной корреляции, содержащих по одному вектору из каждой группы, таким образом, чтобы каждый из полученных суммарных векторов взаимной корреляции отличался от любых других по крайней мере одним вектором взаимной корреляции; вычисляют модули полученных суммарных векторов взаимной корреляции и из них определяют максимальный, который используют в качестве выходной величины.A method for detecting a cluster of a multipath signal, which consists in generating a reference signal, which is a copy of the received signal, delaying the reference signal in accordance with the hypothesis of a delay in the received signal, calculating the cross-correlation signal vector between the received and reference signals, determining it as the initial mutual vector correlations, form the output value, which is compared with a given threshold level, and according to the results of the comparison, a decision is made to detect a signal, additionally with holds the following new sequence of operations:
form L-1 additional reference signals matching in shape with the reference signal, delay additional reference signals in accordance with the hypothesis about the delay area of the beams of the cluster of the detected signal,
calculating the cross-correlation signal vectors between the received and additional reference signals, defining them as L-1 additional source cross-correlation vectors,
perform Q stages of transformations over L source cross-correlation vectors, where Q≥1,
in this case, if Q = 1, then only the first stage of the transformation is performed, which consists in converting each of the L original cross-correlation vectors into K secondary cross-correlation vectors by rotating the original Q cross-correlation vector by angles (K-1) φ ₀ wherein the rotation step of the vector φ _{0 is} chosen so that (K-1) φ ₀ does not exceed 2π at maximum K, forming at the same time L groups of K secondary cross-correlation vectors; form K ^L total cross-correlation vectors, each of which represents the sum of the secondary cross-correlation vectors, containing one secondary cross-correlation vector from each group so that each of the sums obtained differs from any other by at least one secondary cross-correlation vector; the modules of the resulting mutual cross-correlation vectors are calculated and the maximum
if Q> 1, then the first stage of conversion is performed, and then at each subsequent stage each of the L cross-correlation vectors initial for this stage is transformed, providing the maximum total cross-correlation vector in the previous step, into R secondary cross-correlation vectors by rotating the original cross-correlation vector correlations to the angles (R-1) φ _R , while the rotation step of the vector φ _R is chosen so that (R-1) φ _R does not exceed the rotation step of the vector in the previous step at the maximum R, thus forming L groups of R tue ary vectors of cross-correlation; form R ^L total cross-correlation vectors containing one vector from each group, so that each of the resulting cross-correlation vectors differs from any other by at least one cross-correlation vector; the modules of the obtained total cross-correlation vectors are calculated and the maximum is determined from them, which is used as the output value.

Заявляемое устройство обнаружения кластера сигнала по первому варианту, содержащее блок корреляции, первый и второй входы которого соответственно являются синфазным и квадратурным входами, образующими информационный вход устройства, третий вход блока корреляции является опорным и соединен с выходом генератора опорных сигналов, блок сравнения с порогом, выход которого является выходом устройства, дополнительно содержит следующие отличительные признаки:
введены L-1 блоков корреляции, L блоков формирования вторичных векторов взаимной корреляции, блок объединения вторичных векторов взаимной корреляции, блок вычисления модуля и блок выбора максимума, при этом
синфазный и квадратурный входы каждого из L-1 блоков корреляции объединены с информационным входом устройства, а третий вход каждого блока корреляции соединен с соответствующим ему дополнительным выходом генератора опорного сигнала, формирующим L-1 дополнительных опорных сигналов,
синфазный и квадратурный выходы каждого из L блоков корреляции, образующие исходный вектор взаимной корреляции, соединены соответственно с первыми и вторыми входами соответствующего им, из L, блока формирования вторичных векторов взаимной корреляции,
каждый блок формирования вторичных векторов взаимной корреляции содержит К параллельных фазовращателей, первые и вторые входы которых объединены соответственно с первыми и вторыми входами блока формирования вторичных векторов взаимной корреляции, а первый и второй выходы каждого из К фазовращателей, образующие 2К выходов каждого блока формирования вторичных векторов взаимной корреляции, представляющие синфазные и квадратурные составляющие вторичных векторов взаимной корреляции, соединены с соответствующими им входами блока объединения вторичных векторов взаимной корреляции, образуя на его входе сигнал, содержащий L групп по К вторичных векторов взаимной корреляции,
блок объединения вторичных векторов взаимной корреляции содержит К^L параллельных сумматоров, входы которых являются входами этого блока, а первый и второй выходы К^L параллельных сумматоров, соответствующие синфазным и квадратурным составляющим К^L суммарных векторов взаимной корреляции, являются выходами блока объединения вторичных векторов взаимной корреляции, которые соединены с соответствующими им входами блока вычисления модуля, выходы которого соединены с соответствующими им входами блока выбора максимума, определяющего суммарный вектор с максимальным модулем, выход блока выбора максимума соединен со входом блока сравнения с порогом.The inventive device for detecting a signal cluster according to the first embodiment, containing a correlation unit, the first and second inputs of which are respectively in-phase and quadrature inputs forming the information input of the device, the third input of the correlation unit is reference and connected to the output of the reference signal generator, a comparison unit with a threshold, output which is the output of the device, further comprises the following distinctive features:
introduced L-1 correlation blocks, L blocks for the formation of secondary cross-correlation vectors, a unit for combining secondary cross-correlation vectors, a module calculation unit, and a maximum selection unit,
the in-phase and quadrature inputs of each of the L-1 correlation blocks are combined with the information input of the device, and the third input of each correlation block is connected to the corresponding additional output of the reference signal generator, forming L-1 additional reference signals,
in-phase and quadrature outputs of each of the L correlation blocks forming the initial cross-correlation vector are connected respectively to the first and second inputs of the corresponding from, L, block of formation of the secondary cross-correlation vectors,
each block for the formation of secondary cross-correlation vectors contains K parallel phase shifters, the first and second inputs of which are combined respectively with the first and second inputs of the block for the formation of secondary cross-correlation vectors, and the first and second outputs of each of the K phase shifters, forming 2K outputs of each block for the formation of secondary vectors of mutual correlations representing in-phase and quadrature components of the secondary cross-correlation vectors are connected to their corresponding inputs of the unit neniya secondary cross-correlation vectors, forming on its input signal containing L groups of K secondary cross-correlation vectors,
the block combining the secondary cross-correlation vectors contains K ^L parallel adders, the inputs of which are the inputs of this block, and the first and second outputs K ^L parallel adders corresponding to the in-phase and quadrature components K ^{L of the} total cross-correlation vectors are the outputs of the block combining the secondary cross-correlation vectors, which are connected to their respective inputs of the module calculation unit, the outputs of which are connected to their respective inputs of the maximum selection unit defining the sums polar vector with maximum modulus, yield maximum selection unit connected to the input of the comparator with a threshold.

Заявляемое устройство обнаружения кластера сигнала по второму варианту, содержащее блок корреляции, первый и второй входы которого соответственно являются синфазным и квадратурным входами, образующими информационный вход устройства, третий вход блока корреляции является опорным и соединен с выходом генератора опорных сигналов, блок сравнения с порогом, выход которого является выходом устройства, дополнительно содержит следующие отличительные признаки:
введены L-1 блоков корреляции, L блоков формирования вторичных векторов взаимной корреляции, блок объединения вторичных векторов взаимной корреляции, блок вычисления модуля, блок выбора максимума и блок оценки и коррекции фазы, при этом
синфазный и квадратурный входы каждого из L-1 блоков корреляции объединены с информационным входом устройства, а третий вход каждого блока корреляции соединен с соответствующим ему дополнительным выходом генератора опорного сигнала, формирующим L-1 дополнительных опорных сигналов,
синфазный и квадратурный выходы каждого из L блоков корреляции, образующие исходный вектор взаимной корреляции, соединены соответственно с первыми и вторыми входами соответствующего им, из L, блока формирования вторичных векторов взаимной корреляции,
каждый блок формирования вторичных векторов взаимной корреляции содержит два параллельных комплексных перемножителя, первые и вторые входы которых объединены соответственно с первыми и вторыми входами блока формирования вторичных векторов взаимной корреляции, первый и второй выходы каждого из двух комплексных перемножителей каждого блока формирования вторичных векторов взаимной корреляции, соответствующие синфазным и квадратурным составляющим вторичного вектора взаимной корреляции, соединены с соответствующими им входами блока объединения вторичных векторов взаимной корреляции, образуя на его входе сигнал, содержащий L групп по два вторичных вектора взаимной корреляции,
блок объединения вторичных векторов взаимной корреляции содержит 2^L параллельных сумматоров, входы которых являются входами этого блока, а первый и второй выходы 2^L параллельных сумматоров, соответствующие синфазным и квадратурным составляющим 2^L суммарных векторов взаимной корреляции, являются выходами блока объединения вторичных векторов взаимной корреляции, которые соединены с соответствующими им входами блока вычисления модуля, выходы которого соединены с соответствующими им входами блока выбора максимума,
блок выбора максимума, формирующий на одном из выходов сигнал, определяющий суммарный вектор с максимальным модулем, соединен с первым входом блока оценки и коррекции фазы, а на другом выходе формирующий сигнал, определяющий номер сумматора блока объединения вторичных векторов взаимной корреляции, на выходе которого получен максимальный суммарный вектор, соединен со вторым входом блока оценки и коррекции фазы,
блок оценки и коррекции фазы, формирующий на выходах управляющие сигналы, определяющие угол поворота исходных векторов взаимной корреляции, соединен с дополнительными входами каждого комплексного перемножителя в каждом блоке формирования вторичных векторов взаимной корреляции, дополнительный выход блока оценки и коррекции фазы, определяющий максимальный из полученных суммарных векторов после завершения Q-этапного преобразования, соединен со входом блока сравнения с порогом.The inventive device for detecting a signal cluster according to the second embodiment, containing a correlation unit, the first and second inputs of which are respectively in-phase and quadrature inputs forming the information input of the device, the third input of the correlation unit is reference and connected to the output of the reference signal generator, a comparison unit with a threshold, output which is the output of the device, further comprises the following distinctive features:
L-1 correlation blocks, L blocks for the formation of secondary cross-correlation vectors, a unit for combining secondary cross-correlation vectors, a module calculation unit, a maximum selection block and a phase estimation and correction block are introduced,
the in-phase and quadrature inputs of each of the L-1 correlation blocks are combined with the information input of the device, and the third input of each correlation block is connected to the corresponding additional output of the reference signal generator, forming L-1 additional reference signals,
in-phase and quadrature outputs of each of the L correlation blocks forming the initial cross-correlation vector are connected respectively to the first and second inputs of the corresponding from, L, block of formation of the secondary cross-correlation vectors,
each block of the formation of the secondary cross-correlation vectors contains two parallel complex multipliers, the first and second inputs of which are combined with the first and second inputs of the block of the formation of the secondary cross-correlation vectors, the first and second outputs of each of the two complex multipliers of each block of the formation of the secondary cross-correlation vectors, corresponding in-phase and quadrature components of the secondary cross-correlation vector, connected to their corresponding block inputs combining the secondary cross-correlation vectors, forming at its input a signal containing L groups of two secondary cross-correlation vectors,
the unit for combining the secondary cross-correlation vectors contains 2 ^L parallel adders, the inputs of which are the inputs of this block, and the first and second outputs of 2 ^L parallel adders corresponding to the in-phase and quadrature components of 2 ^L total cross-correlation vectors are the outputs of the unit for combining the secondary cross-correlation vectors, which are connected to their respective inputs of the module calculation unit, the outputs of which are connected to their respective inputs of the maximum selection unit,
the maximum selection unit, which generates a signal at one of the outputs that defines the total vector with the maximum module, is connected to the first input of the phase estimation and correction block, and at the other output, a signal that determines the adder number of the unit for combining the secondary cross-correlation vectors, at the output of which the maximum the total vector connected to the second input of the phase estimation and correction block,
a phase estimation and correction block that generates control signals at the outputs that determine the angle of rotation of the initial cross-correlation vectors is connected to additional inputs of each complex multiplier in each block of secondary cross-correlation vectors; an additional output of the phase estimation and correction block determines the maximum of the resulting total vectors after the Q-stage conversion is completed, it is connected to the input of the comparison unit with a threshold.

Сопоставительный анализ заявляемого способа с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается наличием принципиально новых существенных признаков - это то, что формируют L-1 дополнительных опорных сигналов, совпадающих по форме с опорным сигналом, задерживают дополнительные опорные сигналы в соответствии с гипотезой об области задержки лучей кластера обнаруживаемого сигнала, вычисляют векторы сигналов взаимной корреляции между принимаемым и дополнительными опорными сигналами, определяя их как L-1 дополнительных исходных векторов взаимной корреляции, и выполняют Q этапов преобразований над L исходными векторами взаимной корреляции, где Q≥1. A comparative analysis of the proposed method with the prototype shows that the inventive method is characterized by the presence of fundamentally new significant features - this is that they form L-1 additional reference signals that coincide in shape with the reference signal, delay additional reference signals in accordance with the hypothesis of the cluster beam delay region of the detected signal, calculate the cross-correlation signal vectors between the received and additional reference signals, defining them as L-1 additional source vects cross-correlation functions, and perform Q stages of transformations over L initial cross-correlation vectors, where Q≥1.

Эти существенные отличительные признаки позволяют получить новый технический эффект, а именно - обрабатывать не отдельные компоненты многолучевого широкополосного сигнала, а кластер сигналов в целом, что улучшает характеристики обнаружения кластера сигналов. These significant distinguishing features make it possible to obtain a new technical effect, namely, to process not the individual components of the multipath broadband signal, but the cluster of signals as a whole, which improves the detection characteristics of the cluster of signals.

Сопоставительный анализ заявляемого способа с другими техническими решениями (аналогами) не позволил выявить признаки, заявленные в отличительной части формулы изобретения. Следовательно, заявляемый способ отвечает критериям: "новизна", "существенные отличия", "неочевидность" и отвечает изобретательскому уровню. A comparative analysis of the proposed method with other technical solutions (analogues) did not allow to identify the features claimed in the characterizing part of the claims. Therefore, the claimed method meets the criteria: "novelty", "significant differences", "non-obviousness" and meets the inventive step.

Сопоставительный анализ заявляемого устройства для реализации способа обнаружения кластера сигнала (варианты) с прототипом показал, что заявляемые устройства по вариантам отличаются наличием следующих существенных отличительных признаков. A comparative analysis of the claimed device for implementing the method of detecting a signal cluster (options) with the prototype showed that the claimed device according to the options differ in the presence of the following significant distinguishing features.

По первому варианту: дополнительно введены L-1 блоков корреляции, L блоков формирования вторичных векторов взаимной корреляции, каждый из которых содержит К фазовращателей, блок объединения вторичных векторов взаимной корреляции, блок вычисления модуля и блок выбора максимума, а также введены принципиально новые связи, перечисленные в отличительной части формулы изобретения, все это в совокупности позволило реализовать признаки заявляемого способа и получить существенный технический эффект - обрабатывать не отдельные компоненты многолучевого сигнала, а кластер многолучевого сигналов в целом, что улучшает характеристики обнаружения кластера сигналов. According to the first option: L-1 correlation blocks, L blocks for the formation of secondary cross-correlation vectors, each of which contains K phase shifters, a block for combining secondary cross-correlation vectors, a module calculation unit and a maximum selection block, and fundamentally new connections are introduced in the distinctive part of the claims, all this together allowed to realize the features of the proposed method and to obtain a significant technical effect - to process not individual components a lot beam signal, and a cluster of multipath signals in general, which improves the detection characteristics of a cluster of signals.

По второму варианту: дополнительно введены L-1 блоков корреляции, L блоков формирования вторичных векторов взаимной корреляции, каждый из которых содержит два комплексных перемножителя, блок объединения вторичных векторов взаимной корреляции, блок вычисления модуля, блок выбора максимума и блок оценки и коррекции фазы, а также введены принципиально новые связи, перечисленные в отличительной части формулы изобретения, все это в совокупности позволяет реализовать признаки заявляемого способа и получить существенный технический эффект - обрабатывать не отдельные компоненты многолучевого сигнала, а кластер сигналов в целом, что улучшает характеристики обнаружения кластера сигналов. According to the second option: L-1 correlation blocks, L blocks for the formation of secondary cross-correlation vectors, each of which contains two complex multipliers, a unit for combining secondary cross-correlation vectors, a module calculation unit, a maximum selection block and a phase estimation and correction block, and also introduced a fundamentally new relationship, listed in the distinctive part of the claims, all this together allows you to implement the features of the proposed method and get a significant technical effect - brabatyvat not separate multipath components and signals of the cluster as a whole, which improves the detection characteristics of cluster signals.

Сопоставительный анализ заявляемых устройств по первому и второму вариантам исполнения с другими техническими решениями (аналогами) не позволил выявить признаки, заявленные в отличительной части формулы изобретения. Следовательно, заявляемые устройства отвечают критериям: "новизна", "существенные отличия", "не очевидность" и отвечает изобретательскому уровню. A comparative analysis of the claimed devices according to the first and second variants of execution with other technical solutions (analogues) did not allow to identify the features claimed in the characterizing part of the claims. Therefore, the claimed device meets the criteria: "novelty", "significant differences", "non-obviousness" and meets the inventive step.

Кроме того, предлагаемые устройства реализуются на известных в радиотехнике блоках и элементах. Следовательно, заявляемая группа изобретений отвечает критерию "промышленной применимости" и может быть реализована в сотовых системах радиосвязи. In addition, the proposed devices are implemented on blocks and elements known in radio engineering. Therefore, the claimed group of inventions meets the criterion of "industrial applicability" and can be implemented in cellular radio communication systems.

Описание изобретения поясняется графическими материалами. The description of the invention is illustrated by graphic materials.

Фиг. 1 иллюстрирует кластер многолучевого сигнала: а) распределение плотности мощности лучей сигнала, б) чип псевдослучайной последовательности. FIG. 1 illustrates a cluster of a multipath signal: a) the distribution of the power density of the signal beams, b) a pseudo-random sequence chip.

На фиг. 2 выполнена блок-схема устройства-прототипа. In FIG. 2 is a block diagram of a prototype device.

На фиг. 3 показана блок-схема заявляемого устройства поиска многолучевого широкополосного сигнала, выполненного по первому варианту, когда выполняют один этап преобразований над L исходными векторами взаимной корреляции, т.е. когда Q=1. In FIG. 3 shows a block diagram of the inventive multi-beam broadband signal search device, made according to the first embodiment, when one stage of transformations is performed on L source cross-correlation vectors, i.e. when Q = 1.

На фиг. 4 выполнена блок-схема заявляемого устройства поиска многолучевого широкополосного сигнала, выполненного по второму варианту, когда выполняют несколько этапов преобразований над L исходными векторами взаимной корреляции, т.е. когда Q>1. In FIG. 4, a block diagram of the inventive multi-beam broadband signal search device, made according to the second embodiment, is performed when several stages of transformations are performed on the L initial cross-correlation vectors, i.e. when Q> 1.

На фиг. 5 выполнена блок-схема блока формирования вторичных векторов взаимной корреляции 18. In FIG. 5 is a block diagram of a block for the formation of secondary cross-correlation vectors 18.

На фиг. 6 выполнена блок-схема блока формирования вторичных векторов взаимной корреляции 18. In FIG. 6 is a block diagram of a block for the formation of secondary cross-correlation vectors 18.

На фиг. 7 показана блок-схема блока 19 объединения вторичных векторов взаимной корреляции. In FIG. 7 shows a block diagram of a unit 19 for combining secondary cross-correlation vectors.

На фиг. 8 выполнена блок-схема блока 22 оценки и коррекции фазы, приведена в качестве примера выполнения для заявляемого устройства по второму варианту. In FIG. 8 is a block diagram of a block 22 for evaluating and correcting the phase, is given as an example of execution for the inventive device according to the second embodiment.

Устройство-прототип (фиг. 2) содержит первый 1 и второй 2 перемножители, первые входы которых объединены и являются информационным входом устройства, вторые входы первого 1 и второго 2 перемножителей соединены с выходом генератора 5 несущей частоты, причем второй вход первого перемножителя соединен с выходом генератора несущей частоты непосредственно, а второй вход второго перемножителя 2 - через фазовращатель 6, выходы первого 1 и второго 2 перемножителей соответственного соединены с первыми входами первого 3 и второго 4 фильтров низкой частоты, блок корреляции 8, содержащий последовательно соединенные первый перемножитель 9 и первый накопительный сумматор 11, второй перемножитель 10 и второй накопительный сумматор 12, первый и второй входы блока корреляции 8, образованные первыми входами первого 9 и второго 10 перемножителей блока корреляции, соединены соответственно с выходами первого 3 и второго 4 фильтров низкой частоты, третий вход блока корреляции, образованный объединенными вторыми входами первого 9 и второго 10 перемножителей блока корреляции, соединен с выходом генератора опорного сигнала 7, первый и второй выходы блока корреляции 8, образованные выходами первого 11 и второго 12 накопительных сумматоров, соединены соответственно со входами первого 13 и второго 14 квадраторов, выходы которых соответственно подключены к первому и второму входам сумматора 15, выход которого соединен со входом блока некогерентного накопления, выход которого подключен к блоку сравнения с порогом 17, выход которого является выходом устройства. The prototype device (Fig. 2) contains the first 1 and second 2 multipliers, the first inputs of which are combined and are the information input of the device, the second inputs of the first 1 and second 2 multipliers are connected to the output of the carrier frequency generator 5, and the second input of the first multiplier is connected to the output the carrier frequency generator directly, and the second input of the second multiplier 2 through phase shifter 6, the outputs of the first 1 and second 2 multipliers respectively are connected to the first inputs of the first 3 and second 4 low-frequency filters you, the correlation block 8, containing the first multiplier 9 and the first accumulator adder 11, the second multiplier 10 and the second accumulator adder 12, the first and second inputs of the correlation block 8 formed by the first inputs of the first 9 and second 10 multipliers of the correlation block, are connected respectively to the outputs of the first 3 and second 4 low-pass filters, the third input of the correlation block, formed by the combined second inputs of the first 9 and second 10 multipliers of the correlation block, is connected to the output of the generator reference signal 7, the first and second outputs of the correlation block 8, formed by the outputs of the first 11 and second 12 accumulative adders, respectively connected to the inputs of the first 13 and second 14 quadrants, the outputs of which are respectively connected to the first and second inputs of the adder 15, the output of which is connected to the input the incoherent storage unit, the output of which is connected to the comparison unit with a threshold 17, the output of which is the output of the device.

Заявляемое устройство обнаружения кластера многолучевого сигнала по первому варианту (фиг. 3), содержащее блок корреляции 8₁, первый и второй входы которого являются соответственно синфазным и квадратурным входами, образующими информационный вход устройства, третий вход блока корреляции 8₁ является опорным и соединен с выходом генератора опорных сигналов 7, блок сравнения с порогом 17, выход которого является выходом устройства, дополнительно содержит: L-1 блоков корреляции 8_L-1, L блоков формирования вторичных векторов взаимной корреляции 18₁-18_L, блок объединения вторичных векторов взаимной корреляции 19, блок вычисления модуля 20 и блок выбора максимума 21.The inventive device for detecting a cluster of a multipath signal according to the first embodiment (Fig. 3), containing a correlation block 8 ₁ , the first and second inputs of which are respectively in-phase and quadrature inputs forming the information input of the device, the third input of the correlation block 8 ₁ is a reference and connected to the output the reference signal generator 7, a comparison unit with a threshold 17, the output of which is the output of the device, further comprises: L-1 correlation blocks 8 _L-1 , L blocks for the formation of secondary cross-correlation vectors 18 ₁ -18 _L , block combining the secondary cross-correlation vectors 19, the calculation unit of module 20 and the maximum selection block 21.

При этом синфазный и квадратурный входы каждого из L-1 блоков корреляции 18_L-1-18_L объединены с информационным входом устройства, а третий вход каждого из L-1 блоков корреляции соединен с соответствующим ему дополнительным выходом генератора опорного сигнала, формирующим L-1 дополнительных опорных сигналов, синфазный и квадратурный выходы каждого из L блоков корреляции 8₁ -8_L, представляющие исходный вектор взаимной корреляции, соединены соответственно с первыми и вторыми входами соответствующего им (из L таких блоков) блока формирования вторичных векторов взаимной корреляции 18₁-18_L.In this case, the in-phase and quadrature inputs of each of the L-1 correlation blocks 18 _L-1 -18 _{L are} combined with the information input of the device, and the third input of each of the L-1 correlation blocks is connected to the corresponding additional output of the reference signal generator, forming L-1 additional reference signals, the in-phase and quadrature outputs of each of the L correlation blocks 8 ₁ -8 _L , representing the initial cross-correlation vector, are connected respectively to the first and second inputs of the corresponding second generation block (from L such blocks) cross-correlation vectors 18 ₁ -18 _L.

Каждый блок формирования вторичных векторов взаимной корреляции 18₁-18_L содержит К параллельных фазовращателей 23₁ - 23_k, первые и вторые входы которых объединены соответственно с первыми и вторыми входами блока формирования вторичных векторов взаимной корреляции, первый и второй выходы каждого из К фазовращателей 23₁ - 23_k, образующие 2K выходов каждого блока формирования вторичных векторов взаимной корреляции 18₁-18_L, соединены с соответствующими им входами блока объединения вторичных векторов взаимной корреляции 19, образуя на его входе сигнал, представляющий L групп по К вторичных векторов взаимной корреляции.Each block for the formation of secondary cross-correlation vectors 18 ₁ -18 _L contains K parallel phase shifters 23 ₁ - 23 _k , the first and second inputs of which are combined respectively with the first and second inputs of the block for the formation of secondary cross-correlation vectors, the first and second outputs of each of the K phase shifters 23 ₁ - 23 _k, forming 2K outputs each block forming secondary cross-correlation vectors ₁₈ January -18 _L, connected to their respective secondary inputs combining unit vectors crosscorrelation 19 forming at its inlet with drove representing L groups to secondary cross-correlation vectors.

Блок объединения вторичных векторов взаимной корреляции 19 содержит К^L параллельных сумматоров 27₁ - 27_K ^L, входы которых являются входами этого блока, а первый и второй выходы К^L параллельных сумматоров 27₁ - 27_K ^L, представляющие синфазную и квадратурную составляющие К^L суммарных векторов взаимной корреляции, соединены с соответствующими им входами блока вычисления модуля 20, выходы которого соединены с соответствующими им входами блока выбора максимума 21, определяющего суммарный вектор с максимальным модулем, выход блока выбора максимума 21 соединен со входом блока сравнения с порогом 17.The unit for combining the secondary cross-correlation vectors 19 contains K ^L parallel adders 27 ₁ - 27 _K ^L , the inputs of which are the inputs of this block, and the first and second outputs K ^L parallel adders 27 ₁ - 27 _K ^L , representing the in-phase and quadrature components of K ^L total cross-correlation vectors are connected to the inputs of the computing unit of module 20 corresponding to them, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the maximum selection unit 21, which determines the total vector with the maximum module, the output of the maximum selection unit 21 is connected to the input of the comparison unit with a threshold 17.

Заявляемое устройство обнаружения кластера сигнала по второму варианту (фиг. 4), содержащее блок корреляции 8₁, первый и второй входы которого являются соответственно синфазным и квадратурным входами, образующими информационный вход устройства, третий вход блока корреляции 8₁ является опорным и соединен с выходом генератора опорных сигналов 7, блок сравнения с порогом 17, выход которого является выходом устройства, дополнительно содержит: L-1 блоков корреляции 8_L-1, L блоков формирования вторичных векторов взаимной корреляции 18₁ - 18_L, блок объединения вторичных векторов взаимной корреляции 19, блок вычисления модуля 20, блок выбора максимума 21 и блок оценки и коррекции фазы 22.The inventive device for detecting a signal cluster according to the second embodiment (Fig. 4), containing the correlation block 8 ₁ , the first and second inputs of which are respectively in-phase and quadrature inputs forming the information input of the device, the third input of the correlation block 8 ₁ is the reference and connected to the output of the generator 7, a reference signal, a threshold comparing unit 17, whose output is the output device further comprises: L-1 correlation blocks 8 _L-1, L blocks forming secondary cross-correlation vectors 18 ₁ - 18 _L, flow of edineniya secondary cross-correlation vectors 19, module calculation block 20, maximum selecting unit 21 and the phase estimation and correction unit 22.

При этом синфазный и квадратурный входы каждого из L-1 блоков корреляции 18_L-1-18_L объединены с информационным входом устройства, а третий вход каждого из L-1 блоков корреляции 18_L-1 - 18_L соединен с соответствующим ему дополнительным выходом генератора опорного сигнала, формирующего L-1 дополнительных опорных сигналов, синфазный и квадратурный выходы каждого из L блоков корреляции 8₁-8_L, представляющие исходный вектор взаимной корреляции, соединены соответственно с первыми и вторыми входами соответствующего им, из L таких блоков, блока формирования вторичных векторов взаимной корреляции 18₁- 18_L.In this case, the common-mode and quadrature inputs of each of the L-1 correlation blocks 18 _L-1 -18 _{L are} combined with the information input of the device, and the third input of each of the L-1 correlation blocks 18 _L-1 - 18 _{L is} connected to the corresponding additional output of the generator a reference signal forming the additional L-1 reference signal phase and quadrature outputs of each of the L correlation unit 8 ₁ -8 _L, representing the initial cross-correlation vector, respectively connected to first and second inputs corresponding to them L of such blocks forming the block Nia secondary cross-correlation vectors 18 ₁ - 18 _L.

Каждый блок формирования вторичных векторов взаимной корреляции 18₁-18_L содержит два параллельных комплексных перемножителя 26₁ - 26₂, первые и вторые входы которых объединены и соединены с соответствующими им входами блока формирования вторичных векторов взаимной корреляции 19, первый и второй выходы каждого из двух комплексных перемножителей 26₁ - 26₂ каждого блока формирования вторичных векторов взаимной корреляции, соответствующие синфазным и квадратурным составляющим вторичного вектора взаимной корреляции, соединены с соответствующими им входами блока объединения вторичных векторов взаимной корреляции 19, образуя на его входе сигнал, представляющий L групп по два вторичных вектора взаимной корреляции.Each block of the formation of the secondary cross-correlation vectors 18 ₁ -18 _L contains two parallel complex multipliers 26 ₁ - 26 ₂ , the first and second inputs of which are combined and connected to the corresponding inputs of the block of the formation of the secondary cross-correlation vectors 19, the first and second outputs of each of the two complex multipliers 26 ₁ - 26 _{2 of} each block for the formation of secondary cross-correlation vectors corresponding to the in-phase and quadrature components of the secondary cross-correlation vector are connected to the corresponding they them inputs of the block combining the secondary cross-correlation vectors 19, forming at its input a signal representing L groups of two secondary cross-correlation vectors.

Блок объединения вторичных векторов взаимной корреляции 19 содержит 2^L параллельных сумматоров 27₁ - 27₂ ^L, входы которых являются входами этого блока, а первый и второй выходы 2^L параллельных сумматоров 27₁ - 27₂ ^L, представляющие синфазную и квадратурную составляющие 2^L суммарных векторов взаимной корреляции, являются выходами блока объединения вторичных векторов взаимной корреляции 19, которые соединены с соответствующими им входами блока вычисления модуля 20, выходы которого соединены с соответствующими им входами блока выбора максимума 21, блок выбора максимума 21, формирующий на одном из выходов сигнал, определяющий суммарный вектор с максимальным модулем, соединен с первым входом блока оценки и коррекции фазы 22, а на другом выходе - формирующий сигнал, определяющий номер сумматора блока объединения вторичных векторов взаимной корреляции 19, на выходе которого получен максимальный суммарный вектор, соединен со вторым входом блока оценки и коррекции фазы 22, блок оценки и коррекции фазы 22, формирующий на выходах управляющие сигналы, определяющие угол поворота исходных векторов взаимной корреляции, соединен с дополнительными входами каждого комплексного перемножителя 26₁ - 26₂ блоков формирования вторичных векторов взаимной корреляции 18₁ - 18_L, дополнительный выход блока оценки и коррекции фазы 22, определяющий максимальный из полученных суммарных векторов после завершения Q-этапного преобразования, соединен со входом блока сравнения с порогом 17.The block combining the secondary cross-correlation vectors 19 contains 2 ^L parallel adders 27 ₁ - 27 ₂ ^L , the inputs of which are the inputs of this block, and the first and second outputs 2 ^L parallel adders 27 ₁ - 27 ₂ ^L , representing the in-phase and quadrature components of 2 ^L total cross-correlation vectors, are the outputs of the block combining the secondary cross-correlation vectors 19, which are connected to their respective inputs of the calculation unit of module 20, the outputs of which are connected to their corresponding inputs of the maximum selection block 21, a maximum selection block 21, which generates a signal at one of the outputs that determines the total vector with the maximum module, is connected to the first input of the phase 22 estimation and correction block, and at the other output, a signal that determines the adder number of the unit for combining the secondary cross-correlation vectors 19, the output of which the maximum total vector is obtained, is connected to the second input of the phase 22 estimation and correction block, the phase 22 estimation and correction block, which generates control signals at the outputs that determine the angle of rotation of the initial vector a cross-correlation is connected to the additional inputs of each complex multiplier ₂₆ January - ₂₆ February blocks formation of secondary vectors crosscorrelation 18 ₁ - 18 _L, additional output phase estimation and correction block 22, which determines the maximum of the received summary vectors after the Q-staged transformations connected to the input of the comparison unit with a threshold of 17.

Блок формирования вторичных векторов взаимной корреляции 18 (фиг. 5) для заявляемого устройства по первому варианту содержит К параллельных фазовращателей 23₁ - 23_k, первые и вторые входы которых объединены соответственно с первыми и вторыми входами блока формирования вторичных векторов взаимной корреляции, а первый и второй выходы каждого фазовращателя образуют выходы блока формирования вторичных векторов взаимной корреляции, при этом каждый фазовращатель содержит комплексный перемножитель 24, первый и второй входы которого образуют соответственно первые и вторые входы фазовращателя, а первый и второй выходы - соответственно выходы фазовращателя, и элемент памяти 25, первый и второй выходы которого соединены соответственно с двумя дополнительными входами комплексного перемножителя 24.The block for the formation of secondary cross-correlation vectors 18 (Fig. 5) for the inventive device according to the first embodiment contains K parallel phase shifters 23 ₁ - 23 _k , the first and second inputs of which are combined respectively with the first and second inputs of the block for the formation of secondary cross-correlation vectors, and the first and the second outputs of each phase shifter form the outputs of the block for the formation of secondary cross-correlation vectors, while each phase shifter contains a complex multiplier 24, the first and second inputs of which form tvetstvenno first and second inputs of the phase shifter and the first and second output - phase-shifter outputs, respectively, and memory element 25, the first and second outputs which are respectively connected with two additional inputs of complex multiplier 24.

Блок формирования вторичных векторов взаимной корреляции 18 (фиг. 6) для реализации заявляемого устройства по второму варианту содержит два параллельных комплексных перемножителя 26₁ и 26₂, первые и вторые входы которых объединены и образуют соответственно первый и второй входы блока формирования вторичных векторов взаимной корреляции 18, дополнительные их входы соединены с соответствующими им управляющими выходами блока оценки и коррекции фазы 22, а первые и вторые выходы каждого комплексного перемножителя 26₁ и 26₂ образуют четыре выхода блока формирования вторичных векторов взаимной корреляции 18.The block for the formation of secondary cross-correlation vectors 18 (Fig. 6) for implementing the inventive device according to the second embodiment contains two parallel complex multipliers 26 ₁ and 26 ₂ , the first and second inputs of which are combined and form the first and second inputs of the block for the formation of secondary cross-correlation vectors 18 additional their inputs connected to their respective control outputs phase estimation and correction unit 22, and first and second outputs of each complex multiplier ₂₆ January and 26 ₂ form four outputs Lok forming secondary cross-correlation vectors 18.

Блок объединения вторичных векторов взаимной корреляции 19 (фиг. 7) для устройства по первому варианту содержит К^L параллельных сумматоров 27₁ - 27_K ^L, где К больше единицы, четыре входа каждого параллельного сумматора 27₁ - 27_K ^L являются входами блока объединения вторичных векторов взаимной корреляции 19, а два выхода образуют выходы этого блока.The block combining the secondary cross-correlation vectors 19 (Fig. 7) for the device according to the first embodiment contains K ^L parallel adders 27 ₁ - 27 _K ^L , where K is more than one, the four inputs of each parallel adder 27 ₁ - 27 _K ^L are the inputs of the block combining the secondary cross-correlation vectors 19, and two outputs form the outputs of this block.

Блок объединения вторичных векторов взаимной корреляции 19 для устройства по второму варианту содержит 2^L параллельных сумматоров, например как выполнено на фиг. 7, только К=2.The unit for combining the secondary cross-correlation vectors 19 for the device according to the second embodiment contains 2 ^L parallel adders, for example, as performed in FIG. 7, only K = 2.

Блок оценки и коррекции фазы 22 (фиг. 8) содержит регистр 29, первый вход которого образует второй вход блока оценки и коррекции фазы 22 и соединен со вторым выходом блока выбора максимума 21, второй вход регистра 29 соединен с выходом дешифратора 28, выход регистра 29 соединен со входом постоянного запоминающего устройства 30, выходы которого являются управляющими выходами блока оценки и коррекции фазы 22, вход дешифратора 28 объединен со входом дешифратора конца преобразований 33 и соединен с выходом счетчика этапов 31, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов 32, выход дешифратора конца преобразований 33 соединен с первым входом ключа 34, второй вход которого образует первый вход блока оценки и коррекции фазы 22, а выход ключа 34 является дополнительным выходом блока оценки и коррекции фазы 22. The phase 22 evaluation and correction block (Fig. 8) contains a register 29, the first input of which forms the second input of the phase 22 evaluation and correction block and is connected to the second output of the maximum selection block 21, the second input of the register 29 is connected to the output of the decoder 28, the output of the register 29 connected to the input of read-only memory 30, the outputs of which are the control outputs of the phase estimation and correction block 22, the input of the decoder 28 is combined with the input of the decoder of the end of the transformations 33 and connected to the output of the counter of steps 31, the input of which is connected to the output m clock generator 32, the output of the decoder 33 changes the end connected to the first input key 34, the second input of which forms the first input of the phase estimation and correction unit 22 and the output switch 34 is an auxiliary output estimation unit 22 and the phase correction.

Все блоки корреляции, входящие в структуру заявляемого устройства по первому и второму вариантам, выполнены аналогично, например как в прототипе (фиг. 2), т. е. содержат последовательно соединенные перемножитель 9 и накопительный сумматор 11 и перемножитель 10 и накопительный сумматор 12. All correlation blocks included in the structure of the claimed device according to the first and second variants are made similarly, for example, as in the prototype (Fig. 2), that is, they contain series-connected multiplier 9 and accumulator adder 11 and multiplier 10 and accumulator adder 12.

Заявляемый способ обнаружения кластера сигнала реализуют на устройстве по первому варианту, когда преобразование векторов взаимной корреляции между принимаемым сигналом и опорными сигналами выполняется за один этап, т.е. Q= 1. Блок-схема этого устройства представлена на фиг. 3. The inventive method for detecting a signal cluster is implemented on the device according to the first embodiment, when the conversion of the cross-correlation vectors between the received signal and the reference signals is performed in one step, i.e. Q = 1. A block diagram of this device is shown in FIG. 3.

Генератор опорного сигнала 7 формирует опорный сигнал, представляющий копию принимаемого демодулированного сигнала и L-1 дополнительных опорных сигналов, совпадающих по форме с опорным сигналом. Задерживают опорный сигнал в соответствии с гипотезой о задержке принимаемого сигнала и задерживают дополнительные опорные сигналы в соответствии с гипотезой об области задержки лучей кластера обнаруживаемого сигнала. Генератор опорного сигнала 7 подает опорные сигналы на соответствующие им третьи входы блоков корреляции 8₁-8_L, на первый и второй входы которых поступает входной информационный сигнал.The reference signal generator 7 generates a reference signal representing a copy of the received demodulated signal and L-1 additional reference signals matching in shape with the reference signal. The reference signal is delayed in accordance with the hypothesis of a delay in the received signal and the additional reference signals are delayed in accordance with the hypothesis of the delay region of the beams of the cluster of the detected signal. The reference signal generator 7 supplies the reference signals to the corresponding third inputs of the correlation blocks 8 ₁ -8 _L , the first and second inputs of which receive an input information signal.

В блоке корреляции 8₁ вычисляют синфазную и квадратурную составляющие принимаемого сигнала и опорного сигнала, образуя исходный вектор взаимной корреляции. В блоках корреляции 8_L-1 вычисляют синфазные и квадратурные составляющие компонент обнаруживаемого кластера многолучевого сигнала и дополнительных опорных сигналов, образуя таким образом L-1 дополнительных исходных векторов взаимной корреляции.In the correlation block 8 _{1, the} in-phase and quadrature components of the received signal and the reference signal are calculated, forming the initial cross-correlation vector. In correlation blocks 8 _{L-1, in} -phase and quadrature components of the components of the detected cluster of the multipath signal and additional reference signals are calculated, thereby forming L-1 additional source cross-correlation vectors.

Таким образом в блоках корреляции 8₁-8_L вычисляют L исходных векторов взаимной корреляции.Thus, in the correlation blocks 8 ₁ -8 _L calculate L source cross-correlation vectors.

L исходных векторов взаимной корреляции с выходов блоков корреляции 8₁-8_L поступают на соответствующие им входы блоков формирования вторичных векторов взаимной корреляции 18₁-18_L. В каждом блоке формирования вторичных векторов взаимной корреляции исходные векторы взаимной корреляции поступают на первые и вторые входы К фазовращателей, первые и вторые входы которых образованы входами комплексного перемножителя, на дополнительные входы которых поступают поворачивающие множители с элемента памяти 25. Каждый из исходных векторов взаимной корреляции преобразуют во вторичный вектор взаимной корреляции путем поворота исходного вектора взаимной корреляции на углы (K-1)φ₀, при этом шаг поворота вектора φ₀ выбирают таким образом, чтобы (K-1)φ₀ не превышало 2π при максимальном К, образуя таким образом на выходе каждого блока формирования вторичных векторов взаимной корреляции 18₁-18_L 2К выходов, представляющих К вторичных векторов взаимной корреляции, образуя на выходе блоков 18₁-18_L таким образом L групп по К вторичных векторов взаимной корреляции, которые поступают на входы блока 19.L of the initial cross-correlation vectors from the outputs of the correlation blocks 8 ₁ -8 _L are supplied to the corresponding inputs of the blocks for the formation of the secondary cross-correlation vectors 18 ₁ -18 _L. In each block for the formation of secondary cross-correlation vectors, the initial cross-correlation vectors go to the first and second inputs of the K phase shifters, the first and second inputs of which are formed by the inputs of the complex multiplier, the additional inputs of which receive rotary factors from the memory element 25. Each of the original cross-correlation vectors transform into the secondary cross-correlation vector by rotating the original cross-correlation vector by angles (K-1) φ ₀ , while the step of turning the vector φ _{0 is} chosen the same so that (K-1) φ ₀ does not exceed 2π at maximum K, thus forming at the output of each block the formation of secondary cross-correlation vectors 18 ₁ -18 _L 2K outputs representing K secondary vectors of cross-correlation, forming at the output of blocks 18 ₁ -18 _L in this way L groups of K secondary cross-correlation vectors that go to the inputs of block 19.

L групп по К вторичных векторов взаимной корреляции в блоке 19 поступают на входы параллельных К^L сумматоров 27₁ -27_K ^L, которые образуют К^L суммарных векторов, каждый из которых представляет сумму вторичных векторов, содержащих по одному вторичному вектору из каждой группы, таким образом, чтобы каждая из полученных сумм отличалась от любой другой по крайней мере одним вторичным вектором.L groups of K secondary cross-correlation vectors in block 19 are supplied to the inputs of parallel K ^L adders 27 ₁ -27 _K ^L , which form K ^L total vectors, each of which represents the sum of secondary vectors containing one secondary vector from each group, such so that each of the sums obtained differs from any other by at least one secondary vector.

К^L суммарных векторов с блока 19 поступают на блок 20, в котором вычисляют модули полученных суммарных векторов.To ^L total vectors from block 19 go to block 20, in which the modules of the resulting total vectors are calculated.

Значения модулей суммарных векторов с блока 20 поступают на блок выбора максимума 21, который определяет суммарный вектор с максимальным модулем. Эта операция выполняется путем последовательного считывания значений модулей суммарных векторов и определения максимального из них. На выходе блок 21 формирует значение максимального модуля и выдает значение этого модуля на блок сравнения с порогом 17. The values of the modules of the total vectors from block 20 go to the block selection of the maximum 21, which determines the total vector with the maximum module. This operation is performed by sequentially reading the values of the moduli of the total vectors and determining the maximum of them. At the output, block 21 generates the value of the maximum module and provides the value of this module to the block of comparison with threshold 17.

В блоке 17 сравнивают значение модуля с заданным уровнем порога и по результатам сравнения принимают решение об обнаружении кластера сигнала. In block 17, the module value is compared with a predetermined threshold level and, based on the results of the comparison, a decision is made to detect a signal cluster.

Заявляемый способ обнаружения кластера сигнала реализуют на устройстве по второму варианту, когда преобразование исходных векторов взаимной корреляции между принимаемым сигналом и опорными сигналами выполняется за Q этапов, где Q>1, например Q=3. Блок-схема этого устройства представлена на фиг. 4. The inventive method for detecting a signal cluster is implemented on the device according to the second embodiment, when the conversion of the original cross-correlation vectors between the received signal and the reference signals is performed in Q steps, where Q> 1, for example, Q = 3. A block diagram of this device is shown in FIG. 4.

Генератор опорного сигнала 7 формирует опорный сигнал, представляющий копию принимаемого демодулированного сигнала и L-1 дополнительных опорных сигналов, совпадающих по форме с опорным сигналом. Задерживают опорный сигнал в соответствии с гипотезой о задержке принимаемого сигнала и задерживают дополнительные опорные сигналы в соответствии с гипотезой об области задержки лучей кластера обнаруживаемого сигнала. Генератор опорного сигнала 7 подает опорные сигналы на соответствующие им третьи входы блоков корреляции 8₁- 8_L на первый и второй входы которых поступает входной информационный сигнал.The reference signal generator 7 generates a reference signal representing a copy of the received demodulated signal and L-1 additional reference signals matching in shape with the reference signal. The reference signal is delayed in accordance with the hypothesis of a delay in the received signal and the additional reference signals are delayed in accordance with the hypothesis of the delay region of the beams of the cluster of the detected signal. The reference signal generator 7 supplies the reference signals to the corresponding third inputs of the correlation blocks 8 ₁ - 8 _L to the first and second inputs of which an input information signal is supplied.

В блоке корреляции 8₁ вычисляют синфазную и квадратурную составляющие принимаемого многолучевого сигнала и опорного сигнала, образуя исходный вектор взаимной корреляции. В блоках корреляции 8_L-1 вычисляют синфазные и квадратурные составляющие обнаруживаемого кластера многолучевого сигнала и дополнительных опорных сигналов, образуя таким образом L-1 дополнительных исходных векторов взаимной корреляции. Таким образом в блоках корреляции 8₁-8_L вычисляют L исходных векторов взаимной корреляции.In the correlation block 8 _{1, the} in-phase and quadrature components of the received multipath signal and the reference signal are calculated, forming the initial cross-correlation vector. In correlation blocks 8 _{L-1, in} -phase and quadrature components of the detected multipath signal cluster and additional reference signals are calculated, thereby forming L-1 additional source cross-correlation vectors. Thus, in the correlation blocks 8 ₁ -8 _L calculate L source cross-correlation vectors.

L исходных векторов взаимной корреляции с выходов блоков корреляции 8₁-8_L поступают на соответствующие им входы блоков формирования вторичных векторов взаимной корреляции 18₁-18_L. В каждом блоке формирования вторичных векторов взаимной корреляции исходные векторы взаимной корреляции поступают на первые и вторые входы двух комплексных перемножителей 26₁-26₂, на дополнительные входы которых поступают поворачивающие множители с блока оценки и коррекции фазы 22. Комплексные перемножители 26₁-26₂ преобразуют исходные векторы взаимной корреляции во вторичные векторы взаимной корреляции путем поворота исходного вектора взаимной корреляции на 0 и +180 градусов, образуя таким образом на выходе блоков 18₁-18_L L групп по два вторичных вектора взаимной корреляции в каждой (поворот на +180 и ноль градусов).L of the initial cross-correlation vectors from the outputs of the correlation blocks 8 ₁ -8 _L are supplied to the corresponding inputs of the blocks for the formation of the secondary cross-correlation vectors 18 ₁ -18 _L. In each block for the formation of secondary cross-correlation vectors, the initial cross-correlation vectors are supplied to the first and second inputs of two complex multipliers 26 ₁ -26 ₂ , the additional inputs of which are supplied with rotary factors from the phase estimation and correction block 22. Complex multipliers 26 ₁ -26 ₂ transform Sources crosscorrelation vectors to secondary cross-correlation vectors by rotating the cross-correlation vector starting at 0 and 180 degrees, thereby forming at the output of block ₁₈ January -18 _{L L} groups on two W ary vector at each cross-correlation (rotation by +180 degrees and zero).

L групп по два вторичных вектора взаимной корреляции с блоков 18₁-18_L поступают на соответствующие им входы блока 19 объединения вторичных векторов взаимной корреляции, в частности на входы параллельных 2^Lсумматоров 27₁-27₂ ^L. В блоке 19 образуют 2^L суммарных векторов, каждый из которых представляет сумму вторичных векторов, содержащих по одному вторичному вектору из каждой группы, таким образом, чтобы каждая из полученных сумм отличалась от любой другой по крайней мере одним вторичным вектором.L groups of two secondary cross-correlation vectors from blocks 18 ₁ -18 _L are supplied to the corresponding inputs of the block 19 combining the secondary cross-correlation vectors, in particular, to the inputs of parallel 2 ^L adders 27 ₁ -27 ₂ ^L. In block 19, 2 ^L total vectors are formed, each of which represents the sum of the secondary vectors containing one secondary vector from each group, so that each of the resulting sums differs from any other by at least one secondary vector.

2^L суммарных векторов с блока 19 поступают на блок вычисления модуля, в котором вычисляют модули полученных суммарных векторов.2 ^L total vectors from block 19 are supplied to the module calculation unit, in which the modules of the resulting total vectors are calculated.

Значения модулей суммарных векторов с блока 20 поступают на блок выбора максимума 21. The values of the modules of the total vectors from block 20 are sent to the block for selecting the maximum 21.

Блок 21 выбора максимума определяет максимальный суммарный вектор из полученных сумм вторичных векторов. Эта операция выполняется путем последовательного считывания значений модулей суммарных векторов и определения максимального из них. При этом в элементе памяти запоминается номер входа с максимальным значением модуля. Этот номер равен номеру сумматора с максимальным значением суммарного вектора. На выходе блок 21 формирует два значения: на первом выходе максимальное значение модуля, а на втором - номер сумматора, на выходе которого получен максимальный вектор, и выдает эти значения соответственно на первый и второй входы блока 22 оценки и коррекции фазы. The maximum selection unit 21 determines the maximum total vector from the obtained sums of secondary vectors. This operation is performed by sequentially reading the values of the moduli of the total vectors and determining the maximum of them. In this case, the input number with the maximum value of the module is stored in the memory element. This number is equal to the number of the adder with the maximum value of the total vector. At the output, block 21 generates two values: at the first output, the maximum value of the module, and at the second, the number of the adder at the output of which the maximum vector is obtained, and outputs these values to the first and second inputs of the phase estimation and correction block 22, respectively.

На втором этапе в блоке 22 оценки и коррекции фазы по номеру сумматора с максимальным выходным вектором определяют углы поворотов слагаемых максимального суммарного вектора. Затем каждый исходный вектор поворачивают на угол, равный углу поворота на первом этапе, и на угол, равный сумме угла поворота на первом этапе и угла +φ. Таким образом формируют две группы по два вектора в каждой. At the second stage, in block 22 of the phase estimation and correction, the rotation angles of the terms of the maximum total vector are determined by the number of the adder with the maximum output vector. Then each source vector is rotated by an angle equal to the rotation angle in the first stage, and by an angle equal to the sum of the rotation angle in the first stage and the angle + φ. Thus, two groups of two vectors in each are formed.

Затем выполняют 2^L суммирований и определяют максимальный суммарный вектор.Then perform 2 ^L summation and determine the maximum total vector.

На третьем этапе в блоке оценки и коррекции фазы 22 по номеру сумматора с максимальным суммарным вектором определяют углы поворотов слагаемых максимального суммарного вектора. Затем каждый исходный вектор поворачивают на угол, равный повороту на втором этапе, и на угол, равный сумме угла поворота на первом этапе и угла минус φ. Таким образом формируют две группы по два вектора в каждой. At the third stage, in the phase 22 estimation and correction block, the rotation angles of the terms of the maximum total vector are determined by the adder number with the maximum total vector. Then each source vector is rotated by an angle equal to the rotation in the second stage, and by an angle equal to the sum of the rotation angle in the first stage and the angle minus φ. Thus, two groups of two vectors in each are formed.

Затем выполняют суммирование векторов и определяют максимальный суммарный вектор. Then the summation of the vectors is performed and the maximum total vector is determined.

После завершения третьего этапа преобразования блок оценки и коррекции фазы 22 выдает на блок сравнения с порогом 17 модуль максимального вектора. After the completion of the third stage of conversion, the phase estimation and correction block 22 issues a maximum vector module to the comparison block with threshold 17.

Для лучшего понимания реализации заявляемого способа на устройстве по второму варианту рассмотрим пример трехэтапного преобразования (когда Q=3) двух векторов (L=2). For a better understanding of the implementation of the proposed method on the device according to the second embodiment, we consider an example of a three-stage conversion (when Q = 3) of two vectors (L = 2).

На первом этапе каждый из двух векторов поворачивают на +180 градусов. Таким образом формируют две группы по два вектора в каждой (поворот на +180 и ноль градусов). Затем выполняют 2²=4 суммирований и определяют максимальный суммарный вектор. На этом этапе определяют положения векторов с точностью до 180 градусов.At the first stage, each of the two vectors is rotated +180 degrees. Thus, two groups of two vectors in each are formed (a turn of +180 and zero degrees). Then perform 2 ² = 4 summations and determine the maximum total vector. At this stage, determine the position of the vectors with an accuracy of 180 degrees.

На втором этапе векторы-слагаемые максимального суммарного вектора поворачивают на +φ градусов. Например, φ равна 30 градусам. Таким образом, формируют две группы по два вектора в каждой (поворот на +30 и ноль градусов). Затем выполняют 2²=4 суммирований и определяют максимальный суммарный вектор.At the second stage, the vector terms of the maximum total vector are rotated by + φ degrees. For example, φ is 30 degrees. Thus, two groups of two vectors in each are formed (rotation by +30 and zero degrees). Then perform 2 ² = 4 summations and determine the maximum total vector.

На третьем этапе векторы-слагаемые максимального суммарного вектора, полученного на предыдущем этапе, поворачивают на минус φ градусов. At the third stage, the vector-terms of the maximum total vector obtained at the previous stage are rotated by minus φ degrees.

Таким образом, в предлагаемом способе выполняется квазикогерентное суммирование лучей кластера. Следовательно, увеличивается отношение сигнал/шум при принятии решения об обнаружении кластера многолучевого сигнала. Thus, in the proposed method, quasi-coherent summation of the rays of the cluster is performed. Therefore, the signal-to-noise ratio increases when deciding whether to detect a multipath cluster.

Блок оценки и коррекции фазы 22 (фиг. 8) работает следующим образом. Block evaluation and correction phase 22 (Fig. 8) works as follows.

На вход счетчика этапов 31 поступает сигнал с генератора тактовых импульсов 32. Дешифратор 28 определяет номер этапа преобразований. Этот номер и номер сумматора, на выходе которого получен максимальный суммарный вектор, поступающий с блока выбора максимума 21, записывается в регистр 29. По этим номерам из постоянного запоминающего устройства 30 считываются управляющие сигналы для блоков 18₁ и 18_L.The input of the counter of steps 31 receives a signal from a clock generator 32. The decoder 28 determines the stage number of the transformations. This number and the number of the adder, at the output of which the maximum total vector is received, coming from the maximum selection block 21, is recorded in register 29. The control signals for blocks 18 ₁ and 18 _{L are} read from these numbers from the permanent storage device 30.

Дешифратор конца преобразований 33 определяет завершение Q-этапного преобразования и выдает управляющий сигнал на ключ 34, по которому максимальный из полученных суммарных векторов после завершения Q-этапного преобразования с выхода ключа 34 поступает на выход блока 17. The decoder of the end of transformations 33 determines the completion of the Q-stage conversion and provides a control signal to the key 34, according to which the maximum of the resulting sum vectors after the completion of the Q-stage conversion from the output of the key 34 is output to the block 17.

Предлагаемая группа изобретений, включающая способ обнаружения кластера многолучевого сигнала и два варианта устройств для его реализации, позволяет по сравнению с известными техническими решениями получить принципиально новый технический эффект - обрабатывать не отдельные компоненты многолучевого сигнала, а кластер многолучевого сигнала в целом, что улучшает характеристики обнаружения кластера многолучевого сигнала. The proposed group of inventions, including a method for detecting a multipath signal cluster and two variants of devices for its implementation, allows to obtain a fundamentally new technical effect in comparison with the known technical solutions - to process not individual components of the multipath signal, but the cluster of the multipath signal as a whole, which improves the detection characteristics of the cluster multipath signal.

Кроме того, предлагаемая группа изобретений реализуется на известных в радиотехнике блоках и элементах, что позволяет использовать их в современных сотовых системах радиосвязи и в системах CDMA третьего поколения, например, IS-95, cdma2000, UMTS2000, 3GPP. In addition, the proposed group of inventions is implemented on blocks and elements known in radio engineering, which makes it possible to use them in modern cellular radio communication systems and in third generation CDMA systems, for example, IS-95, cdma2000, UMTS2000, 3GPP.

Claims

1. A method of detecting a cluster of a multipath signal, which consists in generating a reference signal, which is a copy of the received signal, delaying the reference signal in accordance with the hypothesis of a delay in the received signal, calculating the cross-correlation signal vector between the received and reference signals, determining it as the original cross-correlation vector, form an output quantity that is compared with a predetermined threshold level and, based on the results of the comparison, decide to detect a signal that differs m, that they form L-1 additional reference signals that match the shape of the reference signal, delay the additional reference signals in accordance with the hypothesis of the delay region of the rays of the cluster of the detected signal, calculate the cross-correlation signal vectors between the received and additional reference signals, defining them as L -1 additional initial cross-correlation vectors, perform Q stages of transformations over L initial cross-correlation vectors, where Q ≥ 1, and if Q = 1, then only the first one conversion, which consists in the fact that convert each of L initial vectors the cross correlation of K secondary vectors crosscorrelation by rotating the input vector cross correlation at angles (K-1) φ _0, wherein the step of vector rotation φ ₀ is selected so that (K-1) φ ₀ did not exceed 2π at maximum K, forming at the same time L groups of K secondary cross-correlation vectors; form K ^L total cross-correlation vectors, each of which represents the sum of the secondary cross-correlation vectors, containing one secondary cross-correlation vector from each group so that each of the sums obtained differs from any other by at least one secondary cross-correlation vector; the modules of the resulting total cross-correlation vectors are calculated and the maximum one is extracted from them, if Q> 1, then the first conversion step is performed, and then at each subsequent step each of the L initial cross-correlation vectors initial for this stage is transformed, providing the maximum total cross-correlation vector at the previous stage, R secondary cross-correlation vectors by rotating the cross-correlation of the original vector by angles (R-1) φ _R, wherein the step of vector rotation φ _R, is selected so that the (R-1) φ _R is not next page shalo vector rotation step in the previous step at the maximum R, thereby forming the L groups R secondary vectors crosscorrelation form R ^L total vectors crosscorrelation containing one vector from each group, so that each of the resulting stack vectors crosscorrelation differed from any others by at least one cross-correlation vector; the modules of the obtained total cross-correlation vectors are calculated and the maximum is determined from them, which is used as the output value.

2. A device for detecting a multipath signal cluster containing a correlation block, the first and second inputs of which, respectively, are in-phase and quadrature inputs forming the information input of the device, the third input of the correlation block is reference and connected to the output of the reference signal generator, a comparison unit with a threshold, an output which is the output of the device, characterized in that L-1 correlation blocks, L blocks for the formation of secondary cross-correlation vectors, a unit for combining secondary vectors I correlations, the module calculation unit and the maximum selection unit, while the in-phase and quadrature inputs of each of the L-1 correlation units are combined with the information input of the device, and the third input of each correlation unit is connected to the corresponding additional output of the reference signal generator forming L-1 additional reference signals, the in-phase and quadrature outputs of each of the L correlation blocks forming the initial cross-correlation vector are connected respectively to the first and second inputs corresponding to m, from L, the block for the formation of the secondary cross-correlation vectors, each block for the formation of the secondary cross-correlation vectors contains K parallel phase shifters, the first and second inputs of which are combined with the first and second inputs of the block for the formation of the secondary cross-correlation vectors, and the first and second outputs of each K phase shifters, forming 2K outputs of each block for the formation of secondary cross-correlation vectors, representing in-phase and quadrature components of the secondary vectors of mutual correlations, connected to their inputs of the block combining the secondary cross-correlation vectors, forming at its input a signal containing L groups of K secondary cross-correlation vectors, the block of combining the secondary cross-correlation vectors contains K ^L parallel adders whose inputs are inputs of this block, and the first and second outputs K ^{L of the} parallel adders corresponding to the in-phase and quadrature components K ^{L of the} total cross-correlation vectors are the outputs of the combining unit are secondary x cross-correlation vectors that are connected to the corresponding inputs of the module calculation unit, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the maximum selection unit, which determines the total vector with the maximum module, the output of the maximum selection unit is connected to the input of the comparison unit with a threshold.

3. A device for detecting a multipath signal cluster, containing a correlation block, the first and second inputs of which, respectively, are in-phase and quadrature inputs forming the information input of the device, the third input of the correlation block is reference and connected to the output of the reference signal generator, a comparison unit with a threshold, an output which is the output of the device, characterized in that L-1 correlation blocks, L blocks for the formation of secondary cross-correlation vectors, a unit for combining secondary vectors correlations, a module calculation unit, a maximum selection unit, and a phase estimation and correction unit, while the in-phase and quadrature inputs of each of the L-1 correlation units are combined with the information input of the device, and the third input of each correlation unit is connected to the corresponding additional output of the reference generator a signal forming L-1 additional reference signals, the common-mode and quadrature outputs of each of the L correlation blocks forming the initial cross-correlation vector are connected respectively to the first and second and the inputs corresponding to them from L of the block for generating secondary cross-correlation vectors, each block for generating secondary cross-correlation vectors contains two parallel complex multipliers, the first and second inputs of which are combined with the first and second inputs of the block for generating secondary cross-correlation vectors, the first and the second outputs of each of the two complex multipliers of each block for the formation of secondary cross-correlation vectors corresponding to in-phase and quadrature ulation secondary vector cross-correlation, are connected to their corresponding inputs of combiner secondary vectors mutual correlation, forming on its input signal containing L groups on two secondary vector cross correlation combiner secondary vectors the cross correlation comprises 2 ^L parallel adders, inputs of which are the inputs of this block, and the first and second outputs of 2 ^L parallel adders corresponding to in-phase and quadrature components of 2 ^L total cross-correlation vectors are in the outputs of the unit combining the secondary cross-correlation vectors, which are connected to the corresponding inputs of the module calculation unit, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the maximum selection unit, the maximum selection unit, which generates a signal defining the total vector with the maximum module at one of the outputs, is connected to the first the input of the phase estimation and correction block, and at the other output, a generating signal that determines the adder number of the unit for combining the secondary cross-correlation vectors, at the output of which the maximum total vector is obtained, connected to the second input of the phase estimation and correction block, the phase estimation and correction block that generates control signals at the outputs that determine the angle of rotation of the original cross-correlation vectors, is connected to additional inputs of each complex multiplier in each block of the formation of secondary cross-correlation vectors , an additional output of the phase estimation and correction block defining the maximum of the obtained total vectors after the completion of the Q stage conversion is connected with the input of the threshold comparison unit.